Tiêu đề CHUYÊN ĐỀ 4. SỰ ĐIỆN PHÂN.doc ✅

Trang 2 Nếu khi phân cực, thế của điện cực chuyển dịch về phía dương hơn so với thế cân bằng của nó thì sự phân cực như vậy gọi là sự phân cực anot và ngược lại thi gọi là sự phân cực catot. Tuỳ thuộc vào bản chất quá trình mà người ta chia quá trình phân cực làm các loại khác nhau 1. Phân cực nồng độ Phân cực nồng độ sinh ra do sự biến đổi nồng độ của ion ở lớp gần bề mặt điện cực, Ở lớp gân bề mặt anot, do kim loại bị hoà tan nên nồng độ ion tăng lên. Theo công thức Nerst, thế của nó sẽ tăng lên (trở nên dương hơn). Còn trên catot xảy ra sự khử cation do đó nồng độ của nó ở lớp bề mặt sẽ giảm đi và thế điện cực giảm đi (âm hơn). Mật độ dòng càng lớn thì sự biến đổi nồng độ của các ion ở lớp gần bề mặt điện cực càng lớn nên sự phân cực càng mạnh. Trong trường hợp này để giảm sự phân cực nồng độ thì phải khuấy mạnh dung dịch. 2. Sự phân cực hoá học Khi dòng điện đi qua ranh giới phân chia điện cực - dung dịch (là bề mặt điện cực), có thể xảy ra phản ứng giữa môi trường hoặc chất điện li với vật liệu làm diện cực. Sản phẩm sinh ra làm biến đổi tính chất của bề mặt điện cực, do đó làm thay đổi thế điện cực. Hiện tượng này gọi là sự phân cực hoá học. 3. Sự phân cực điện hoá Theo định luật ôm, khi cho dòng điện đi qua dây dẫn thi cường độ dòng điện sẽ tỉ lệ với điện áp đặt vào: U I = R Thực nghiệm cho thấy dòng điện chi bắt đầu đi qua dung dịch điện li khi điện áp giữa hai điện cực có một giá trị hoàn toàn xác định, điều đó có nghĩa là sự điện phân chỉ có thể bắt đầu xảy ra tại một điện áp hoàn toàn xác định. Thí dụ: Nhúng hai điện cực platin vào dung dịch CuCl 2 , sau đó nối hai điện cực với nguồn điện một chiều sao cho có thể biến đổi liên tục điện áp đặt vào mạch. Khi chưa có hiệu điện thế thì thế hai cực hiển nhiên bằng nhau. Khi bắt đầu tăng điện áp, trong mạch sẽ có một dòng điện: clectron đến catot (nối với cực âm của nguồn) và rời anot (anot nối với cực dương của nguồn). Nhưng electron không thể tự đi qua dung dịch điện li, do đó nếu trên điện cực không xảy ra quá trình điện hóa thì một cực sẽ tích điện âm vì dư electron và một cực sẽ tích điện dương vì thiếu electron, điều này dẫn đến cấu trúc của lớp điện kép sẽ thay đổi nghĩa là xảy ra sự phân cực điện cực. Kết quả giữa hai cực xuất hiện một hiệu điện thế có chiều ngược lại với chiều của nguồn điện bên ngoài. Hiện tượng đó gọi là sự phân cực điện hoá. IV. THẾ PHÂN HUỶ Bằng thực nghiệm và lí thuyết, người ta đã chứng minh được rằng sự điện phân chỉ bắt đầu xảy ra ở một điện áp hoàn toàn xác định. Vậy, điện áp tối thiểu giữa hai điện cực để sự diện phân bắt đầu xảy ra gọi là thế phân huỷ. Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl 2 . Catot: 2+Cu+ 2e u C Anot: - 2 2C1 C 1+ 2e Quá trình trên chỉ có thể xảy ra khi thể catot âm hơn thể 2Cu/Cu và thể anot dương hơn thế - 2Cl/2Cl Thế đó được gọi là thế phóng điện ion. Kết luận: Về phương diện lí thuyết, thể phân huỷ của một chất bằng suất điện động của pin tạo bởi chất thoát ra ở catot và anot. Bảng thể phân huỷ của một số chất Chất điện li E (V) Chất điện li E (V) H 2 SO 4 HNO 3 H 3 PO 4 NaOH KOH 1, 67 1,69 1,70 1,69 1,67 Na 2 SO 4 ZnSO 4 AgNO 3 NiCl 2 NiSO 4 2.21 2,35 0,70 1,85 2,04

Trang 4 1. Điện phân muối nóng chảy (chủ yếu muối halogenua) ac n+- nMX M+ nX Ở catot: n+M+ ne M (söï khöû) Ở anot: - 2 2X X+ 2e  (sự oxi hóa) Phương trình điện phân: ñpnc n22MX2M + nX (K) (A )  Ví dụ: 2ñpnc2NaCl 2Na + Cl 22ñpncMgCl Na + Cl 2. Điện phân oxit kim loại nóng chảy +2y/x-2 xy MO M+ yO  Ở catot: +2y/xxM+ 2y xM (sự khử) Ở anot: 2 2 2O O+ 2 2.e (sự oxi hóa) Phương trình điện phân: pc x n y2 ñ 2MO 2xM + yO (K) () A  Ví dụ: 36232NaAlF ñpnc 2AlO 4Al + 3O  3. Điện phân hiđroxit kim loại nóng chảy + nn-c n M(OH)M+ OH n Ở catot: n+M+ n e M (sự khử) Ở anot: - 224OH O + 2HO +4e  (sự oxi hóa) Phương trình điện phân: n24M(OH) 4M + nO + 2nH2O (K) (A)   Ví dụ: ñpnc 224NaOH 4Na + O + 2HO VII. ĐIỆN PHÂN TRONG DUNG DỊCH NƯỚC Theo quy luật chung: Ở catot, cation nào có tính oxi hóa càng mạnh thì càng dễ bị khử. Ở anot, anion nào có tính khử càng mạnh thì càng dễ bị oxi hóa. 1. Quy tắc ở catot. Ở catot có mặt các cation kim loại nM và 3HO (do nước hoặc axit điện li ra). Nếu thế oxi hoá - khử của cation kim loại lớn hơn thế oxi hoá khứ của 3HO thì cation kim loại sẽ bị khử trước. nM(dd) + ne M(r) Ngược lại, khi đó 3HO bị khử trước. • Nếu 3HO là do axit phân li ra: 3222HO+ 2e H+ 2HO • Nếu 3HO là do nước phân li ra: